一种水性外层底油印铁涂料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种水性外层底油印铁涂料及其制备方法。所述水性外层底油印铁涂料包括水溶性丙烯酸树脂20～40份、水性交联剂5～15份、水性附着力促进剂0～5份、润湿剂0～1份、消泡剂0～1份、流平剂0～1份、酸催化剂0.01～1份、助溶剂3～8份、水30～55份。本发明专利技术通过优化各组分配比，兼顾了涂料良好的附着力、硬度、流平性和耐冲击性，并且采用水代替大部分有机溶剂，降低有机物挥发，提高环保性。

A water outer bottom oil tin coating and preparation method thereof

The present invention relates to a water outer bottom oil tin coating and preparation method thereof. The water of the outer bottom oil tin coating consists of water soluble acrylic resin 20 ~ 40, 5 ~ 15 water crosslinking agent, waterborne adhesion promoter from 0 to 5, 0 to 1 portions of wetting agent and defoaming agent 0 ~ 1, 0 ~ 1 leveling agent 0.01, acid catalyst - 1, 3 - 8, solvent water from 30 to 55. The invention optimizes the distribution ratio of each group, and takes into account the good adhesion, hardness, leveling and impact resistance of the coating, and adopts water instead of most organic solvents to reduce volatilization of organic matter and improve environmental protection.

【技术实现步骤摘要】
一种水性外层底油印铁涂料及其制备方法
本专利技术涉及印铁涂料领域，特别是涉及一种水性外层底油印铁涂料及其制备方法。
技术介绍
马铁口又称镀锡铁，是电镀锡箔钢板的俗称，广泛应用于包装容器(制罐、制桶及食品饮料包装)领域。我国包装行业的发展使得制罐行业有了巨大的发展，这一发展带动了印铁涂料的发展。印铁涂料属于热固性涂料，经过印刷或辊涂涂装到金属表面(马口铁、铝板、钢板)，然后烘烤固化，形成坚韧的涂膜。印铁涂料有内层涂料、外层涂料之分；外涂料又可分为外层底油、印刷型白墨和辊涂型白墨、彩色油墨、罩光油等。印铁涂料的主要特性是对金属片的黏附强，耐腐蚀性、耐蒸煮、耐烘烤、耐溶剂、耐光及加工性好(成型、冲切、接缝等)。印铁打底涂料是马口铁与油墨质检的一层连接剂，其作用是使油墨或白涂料能够牢固的附着与马口铁上。印铁制罐一般是先印刷，后成型，因此在弯曲、拉伸、焊接、翻边、卷封等加工过程中除要求干透的涂层及油墨层具有足够的强度、韧性外，还要求它们对马口铁有足够的附着力，以免在加工成型过程中产生漆膜及油墨层过度变形、开裂，甚至从马口铁上脱落的现象。针对现有印铁工艺中的操作条件，对于外层底漆的性能一般有以下要求：固化时间短，漆膜透明性好，良好的流平性，适当的漆膜硬度和良好的柔韧性，利于后续加工，能够很好的匹配油墨过白涂料，对各类马口铁有良好的附着性。目前国内应用的印铁外层打底涂料多为溶剂型产品，随着人们环保意识的提高和环保法律法规的健全，水性化是行业趋势。
技术实现思路
基于此，本专利技术的目的在于，提供一种水性外层底油印铁涂料，具有良好的附着力、硬度、流平性和耐冲击性，且较为环保。本专利技术的目的在于，提供一种水性外层底油印铁涂料的制备方法，其工艺简单，有利于环保。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种水性外层底油印铁涂料，包括以下重量份的组分：水溶性丙烯酸树脂20～40份、水性交联剂5～15份、水性附着力促进剂0～5份、润湿剂0～1份、消泡剂0～1份、流平剂0～1份、酸催化剂0.01～1份、助溶剂3～8份、水30～55份。本专利技术利用水性交联剂与水溶性丙烯酸树脂中的羟基、羧基官能团交联，使线型分子相互键合交联形成网状结构，提高树脂的强度、弹性和耐冲击性；利用酸催化剂促进树脂和水性交联剂之间的反应，降低固化温度，避免高温影响树脂的柔韧性；利用助溶剂增加反应物在水中的溶解度，提高涂料的水溶性和流平性；利用水性附着力促进剂提高漆膜与基材的附着力，防止漆膜脱落；利用水作为溶剂，减少有机溶剂的挥发。相对于现有技术，本专利技术通过优化各组分配比，获得的水性外层底油印铁涂料兼顾了良好的附着力、硬度、流平性和耐冲击性，并且采用水代替大部分有机溶剂，使得挥发性有机化合物大大降低，相较现有油性外层底油印铁涂料更为环保。进一步，所述水溶性丙烯酸树脂包括以下重量份的组分：(N-羟甲基)丙烯酰胺0.1～1.5份、(甲基)丙烯酸5～15份、苯乙烯12～32份、(甲基)丙烯酸丁酯或丙烯酸正(异)辛酯10～30份、(甲基)丙烯酸羟乙(丙)酯5～15份、引发剂1～4份、醇醚类溶剂20～50份、胺中和剂4～20份。其中，(N-羟甲基)丙烯酰胺作为功能单体提供交联基团，交联形成大量网状结构，增加交联密度，有助于提高树脂的强度、弹性和耐冲击性；(甲基)丙烯酸提供羧基官能团，(甲基)丙烯酸羟乙(丙)酯提供羟基官能团，有助于提高树脂的水溶性；苯乙烯作为硬单体，其玻璃化温度高，由玻璃态向高弹态转变的温度高于反应温度，表现出脆性，有助于提高树脂的硬度和拉伸强度；(甲基)丙烯酸丁酯或丙烯酸正(异)辛酯作为软单体，其玻璃化温度低，由玻璃态向高弹态转变的温度低于反应温度，有助于提高树脂的柔韧性和延伸性。通过优化各组分配比，获得的丙烯酸树脂兼顾了良好的硬度、柔韧性和水溶性，以便与水性交联剂协同作用，并以水作为溶剂来制备水性外层底油印铁涂料。进一步，所述水溶性丙烯酸树脂的分子量为1000～10000。优选5000～8000，树脂分子量过大，粘度较高，生产困难；树脂分子量过小，漆膜柔韧性、硬度无法满足要求。进一步，所述水溶性丙烯酸树脂的酸值为50～200mgKOH/g。优选70～110mgKOH/g，酸值太低影响润湿分散性，导致漆膜对基材的附着力不够；酸值太高漆膜容易发脆。进一步，所述引发剂为偶氮腈引发剂、叔戊基过氧化物或叔丁基过氧化物。引发剂用于引发单体进行聚合反应，引发剂含量过低，树脂分子量过大，单体转换率低；引发剂含量过高，生产热量大，难以及时排除，影响树脂的力学性能和热稳定性。进一步，所述胺中和剂为二甲基乙醇胺。二甲基乙醇胺可以中和树脂的自由酸度，与树脂中的羧基反应，使之成盐溶于水。进一步，所述酸催化剂为二壬基萘二磺酸、二壬基萘磺酸、十二烷基苯磺酸或对甲苯磺酸。优选十二烷基苯磺酸或对甲苯磺酸的封闭型酸催化剂。通过添加适当的酸催化剂，可以促进基础树脂和交联剂之间的反应，树脂官能团和交联剂官能团之间的反应也可以得以有效的控制，从而达到降低固化温度，缩短固化时间，提高涂料的硬度、光泽、耐潮湿性、耐腐蚀性和机械性能的作用。进一步，所述助溶剂为醇类、醚类或酯类化合物。如乙二醇、丙二醇、正丁醇、异丁醇、一缩乙二醇、丙二醇甲醚、丙二醇乙醚、乙二醇丁醚、乙二醇丁醚醋酸酯、丙二醇甲醚醋酸酯、十二碳酯醇，优选丙二醇甲醚醋酸酯或乙二醇丁醚，可以提高涂料稳定性、成膜性、流平性以及漆膜的光泽度。进一步，所述水性交联剂为水溶性氨基树脂或水性异氰酸酯。优选高度甲醚化氨基树脂，可与水溶性丙烯酸树脂中的羟基、羧基等官能团交联，使漆膜具有优异的硬度、柔韧性的平衡。进一步，所述消泡剂为磷酸酯。磷酸酯不含硅，不会影响底漆与面漆之间的附着。进一步，所述水性附着力促进剂为环氧改性磷酸酯。环氧改性磷酸酯可进一步提高漆膜在基材的附着力及漆膜本身的柔韧性。进一步，所述润湿剂和流平剂为磷酸酯改性丙烯酸酯聚合物。可在实际应用中按需添加。一种水性外层底油印铁涂料的制备方法，包括以下步骤：S1：将醇醚类溶剂加入反应容器中，升温至90～150℃；S2：将(N-羟甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯酸、苯乙烯、(甲基)丙烯酸丁酯或丙烯酸正(异)辛酯、(甲基)丙烯酸羟乙(丙)酯与引发剂混合溶解，制得丙烯酸树脂单体引发剂混合溶液；S3：将步骤S2所得丙烯酸树脂单体引发剂混合溶液加入到步骤S1所述反应容器中，反应1～4h，补加引发剂，保温1～3h，冷却后加入胺中和剂，制得水溶性丙烯酸树脂；S4：将水性交联剂、水性附着力促进剂、润湿剂、消泡剂、流平剂、酸催化剂、助溶剂、水与步骤S3所得水溶性丙烯酸树脂混合，进行搅拌，制得所述水性外层底油印铁涂料。相对于现有技术，本专利技术的制备方法工艺简单，反应温度较低，无须使用复杂的高温加热设备，并且采用水代替大部分有机溶剂，避免由于有机溶剂含量高导致涂料味道重，同时降低了有机化合物的挥发，具有更好的环保性。进一步，所述步骤S1中，在反应容器中通入氮气。氮气的化学性质不活泼，温度不高时很难跟其它物质发生反应，通入氮气的作用是去除空气中的氧气，防止聚合过程中反应物被氧化，影响聚合反应的进行。进一步，所述步骤S4中，搅拌速度为800～1000r/min，搅拌时间为1～3h。在该搅拌条件下可以使基础树脂与交联剂充分混合均匀，提本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水性外层底油印铁涂料，其特征在于：包括以下重量份的组分：水溶性丙烯酸树脂20～40份、水性交联剂5～15份、水性附着力促进剂0～5份、润湿剂0～1份、消泡剂0～1份、流平剂0～1份、酸催化剂0.01～1份、助溶剂3～8份、水30～55份。

【技术特征摘要】
1.一种水性外层底油印铁涂料，其特征在于：包括以下重量份的组分：水溶性丙烯酸树脂20～40份、水性交联剂5～15份、水性附着力促进剂0～5份、润湿剂0～1份、消泡剂0～1份、流平剂0～1份、酸催化剂0.01～1份、助溶剂3～8份、水30～55份。2.根据权利要求1所述的水性外层底油印铁涂料，其特征在于：所述水溶性丙烯酸树脂包括以下重量份的组分：(N-羟甲基)丙烯酰胺0～1.5份、(甲基)丙烯酸5～15份、苯乙烯12～32份、(甲基)丙烯酸丁酯或丙烯酸正(异)辛酯10～30份、(甲基)丙烯酸羟乙(丙)酯5～15份、引发剂1～4份、醇醚类溶剂20～50份、胺中和剂4～20份。3.根据权利要求2所述的水性外层底油印铁涂料，其特征在于：所述水溶性丙烯酸树脂的分子量为1000～10000。4.根据权利要求2所述的水性外层底油印铁涂料，其特征在于：所述水溶性丙烯酸树脂的酸值为50～200mgKOH/g。5.根据权利要求2所述的水性外层底油印铁涂料，其特征在于：所述引发剂为偶氮腈引发剂、叔戊基过氧化物或叔丁基过氧化物；所述胺中和剂为二甲基乙醇胺。6.根据权利要求1所述的水性外层底油印铁涂料，其特征在于：所述酸催化剂为二壬基萘二磺酸、二壬基萘磺酸、十二烷基苯磺酸或对甲苯...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴开群，徐方，杨勇龙，李根，韦雄军，
申请(专利权)人：韶关瑞和环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44